2.3简易汽车倒车雷达（课件）-《传感器检测技术》同步教学（华南理工大学出版社）

项目二：位移检测 电子课件 学习重点 学习重点 掌握电位器传感器的原理和应用 掌握光栅位移传感器的基本原理 理解超声波传感器的基本原理 目 录 任务一：机械式位移测量仪 任务二：光栅位移传感器在机床工作台上的应用 任务三、简易汽车倒车雷达 过度页 任务三、简易汽车倒车雷达 任务引入 任务引入 汽车倒车雷达全称叫“汽车倒车防撞雷达”，也叫“汽车泊车辅助装置”，是汽车泊车或者倒车时的安全辅助装置。 任务引入 能以声音或者更为直观的显示告知驾驶员周围障碍物的情况，解除了驾驶员泊车、倒车和起动车辆时前后左右探视所引起的困扰，并帮助驾驶员扫除了视野死角和视线模糊的缺陷，提高驾驶的安全性。 任务分析 任务分析 简易汽车倒车雷达可以利用超声波的特点和优势，将超声波测距系统和单片机结合于一体，设计出一种基于AT89C51单片机的汽车倒车雷达系统。 任务三、简易汽车倒车雷达 振动在弹性介质内的传播称为波动，简称波。其频率在16~2×104 Hz之间，能为人耳所闻的机械波，称为声波；低于16 Hz的机械波，称为次声波； 一、超声波分类 二、超声波传感器 三、超声波传感器的应用 任务三、简易汽车倒车雷达 高于2×104 Hz的机械波，称为超声波, 如图10-1所示。频率在3×108~3×1011 Hz之间的波，称为微波。 一、超声波分类 二、超声波传感器 三、超声波传感器的应用 任务三、简易汽车倒车雷达 一、超声波分类 二、超声波传感器 三、超声波传感器的应用 声波的频率界限图 任务三、简易汽车倒车雷达 当超声波由一种介质入射到另一种介质时，由于在两种介质中传播速度不同，在介质界面上会产生反射、折射和波型转换等现象。 一、超声波分类 二、超声波传感器 三、超声波传感器的应用 任务三、简易汽车倒车雷达 超声波的波型及其传播速度声波的波型不同。通常有以下几种。 ① 纵波：质点振动方向与波的传播方向一致的波，它能在固体、液体和气体介质中传播； 一、超声波分类 二、超声波传感器 三、超声波传感器的应用 任务三、简易汽车倒车雷达 ② 横波：质点振动方向垂直于传播方向的波，它只能在固体介质中传播； 一、超声波分类 二、超声波传感器 三、超声波传感器的应用 任务三、简易汽车倒车雷达 超声波的反射和折射 声波从一种介质传播到另一种介质，在两个介质的分界面上一部分声波被反射，另一部分透射过界面继续传播。这样的两种情况称之为声波的反射和折射。 一、超声波分类 二、超声波传感器 三、超声波传感器的应用 任务三、简易汽车倒车雷达 当波在界面处产生折射时，入射角的正弦与折射角的正弦之比等于入射波在第一介质中的波速c1与折射波在第二介质中的波速c2之比，即 一、超声波分类 二、超声波传感器 三、超声波传感器的应用 任务三、简易汽车倒车雷达 当超声波垂直入射界面，即在==0时，则反射系数和透射系数为 一、超声波分类 二、超声波传感器 三、超声波传感器的应用 任务三、简易汽车倒车雷达 若2c2≈1c1，则反射系数R≈0，透射系数T≈1，此时声波全部从第一介质透射入第二介质；若2c2>>1c1，反射系数R≈1，则声波在界面上几乎全反射。 一、超声波分类 二、超声波传感器 三、超声波传感器的应用 任务三、简易汽车倒车雷达 同理，当1c1>>2c2，反射系数R≈1，声波在界面上几乎全反射。 一、超声波分类 二、超声波传感器 三、超声波传感器的应用 任务三、简易汽车倒车雷达 5.超声波的波速与波长 超声波的波速C、波长λ、频率f之间有下列关系： C = f×λ 超声波的传播速度与介质密度和弹性特性有关。 一、超声波分类 二、超声波传感器 三、超声波传感器的应用 任务三、简易汽车倒车雷达 超声波在气体和液体中传播时，由于不存在剪切应力，所以仅有纵波的传播，其传播速度c为： 式中：ρ——介质的密度； Ba——绝对压缩系数。 一、超声波分类 二、超声波传感器 三、超声波传感器的应用 任务三、简易汽车倒车雷达 6.超声波的干涉 如果在一种介质中传播几个声波，于是会产生波的干涉现象。由不同波源发出的频率相同、振动方向相同、相位相同或相位差恒定的两个波在 一、超声波分类 二、超声波传感器 三、超声波传感器的应用 任务三、简易汽车倒车雷达 空间相遇时，某